CN103458037A

CN103458037A - 一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法和设备

Info

Publication number: CN103458037A
Application number: CN2013104008154A
Authority: CN
Inventors: 王强; 吴磊; 卫刚
Original assignee: NANJING NANZI INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NANJING NANZI INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2013-12-18

Abstract

本发明是一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法和设备，包含如下步骤：1）将网页应用的所有界面逻辑和部分业务逻辑的运行环境从传统的服务端转移到浏览器客户端，以降低对于CPU处理能力受限和/或运行时RAM受限的服务端的要求；2）在不影响执行效果的前提下，压缩网页应用程序及其服务端的代码大小，降低对于ROM存储能力受限的服务端的要求。优点：对于CPU处理能力和运行时RAM的要求大幅降低；可以实现复杂界面效果和大量结构化数据交互；降低了服务端对于ROM存储能力的要求；覆盖了99.9%以上的浏览器占有率，摆脱了将应用程序封装在浏览器插件中的方式导致的仅支持个别浏览器（通常是IE）的限制。

Description

一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法和设备

技术领域

本发明涉及的是一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法和设备，属于数字信息的传输领域。

背景技术

随着通信技术与计算机技术的发展，越来越多的用户希望使用网页浏览器来完成对产品设备的各种操作和配置管功能。但是由于功耗、尺寸和价格的限制，这些设备的硬件资源如处理能力、随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）相当有限，典型的硬件配置如300MHz的ARM CPU、32MB的RAM和32MB的ROM。因此，由于资源限制，这些设备无法运行复杂的网页应用服务端，或者在处理复杂网页请求的时候表现得力不从心。

网页应用是一种使用网页浏览器操作的应用软件。是以网页语言（例如HTML和JavaScript编程语言）撰写的应用程序，需要通过浏览器来运行。网络应用程序风行的原因之一，是因为可以直接在各种电脑平台上运行，不需要事先安装或定期升级等程序。

目前的网页应用，现有技术通常采用以下方案之一：

1. 使用ASP、PHP、JSP、Perl语言编写的服务端处理动态页面，实现界面展现与数据交互。这种方案可以实现复杂的网页应用，但都需要少则几十多则上百MB的运行时资源开销，无法在资源受限环境下运行。

2. 使用C语言编写的传统CGI程序处理动态页面。这种方案一般用于实现简单界面刷新和基于表单的数据交互，不适用于处理有复杂界面效果和大量结构化数据交互的网页应用。

将应用程序封装在浏览器插件中。这种方案无法跨平台使用，用户体验较差。

综上所述，方案1不具备在资源受限环境下的运行条件；方案2、3则无法达成设计目标。

发明内容

本发明提出的是一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法和设备，其目的在于解决现有技术所存在的上述的缺陷。有效的实现在资源受限环境下提供复杂的网页应用。

本发明的技术解决方案：一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法，包含如下步骤：

1）将网页应用的所有界面逻辑和部分业务逻辑的运行环境从传统的服务端转移到浏览器客户端，以降低对于CPU处理能力受限和/或运行时RAM受限的服务端的要求；

2）在不影响执行效果的前提下，压缩网页应用程序及其服务端的代码大小，降低对于ROM存储能力受限的服务端的要求。

一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的设备，包含：

网页应用代码服务单元，用于接收浏览器客户端发出的下载网页应用代码的请求，经过查找匹配的文件名后，将相应的文件内容传送到浏览器客户端；

交互指令服务单元，在浏览器客户端下载并载入网页应用之后，用于对网页应用程序本身或用户操作发出的交互指令进行处理和回复。

本发明与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

1）该方法使得网页应用服务端能够在资源受限环境下正常运行，由于不需要处理界面逻辑，同时减少处理一部分业务逻辑，对于CPU处理能力和运行时RAM的要求大幅降低；

2）由于网页应用程序的逻辑以JavaScript的形式在客户端浏览器上运行，与C语言编写的传统CGI服务端支持的网页相比，可以实现复杂界面效果和大量结构化数据交互；由于使用C语言编写网页应用程序的服务端，因此服务端的运行除了标准系统库以外，不需要其他运行库的支持，与ASP、PHP、JSP、Perl语言编写的服务端相比，降低了服务端对于ROM存储能力的要求；

3）由于使用编译时压缩，在不增加服务端运行时资源开销的前提下，再次降低了服务端对于ROM存储能力的要求；

4）由于网页应用是由标准的HTML、CSS、JavaScript、XML和图片构成，所以可以在近10年内的所有平台所有版本的主流浏览器中运行，覆盖了99.9%以上的浏览器占有率，摆脱了将应用程序封装在浏览器插件中的方式导致的仅支持个别浏览器（通常是IE）的限制。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的流程图。

图2是本发明第二实施方式的流程图。

图3是一种在资源受限环境下提供复杂网页应用设备的结构示意图。

具体实施方式

一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法，其特征是该方法包含如下步骤：

所述的所有界面逻辑和部分业务逻辑的运行环境转移到浏览器客户端，包含如下步骤：

a.浏览器客户端下载执行网页应用所需要的代码；

b.用户界面的初始化和界面转换完全在浏览器端执行，在使用过程中不与服务端交互；

c.在浏览器客户端发出指令与服务端进行数据交互前，先在浏览器客户端对用户提交的数据进行基本的有效性验证，如果通过有效性验证，则继续与服务端交互，如果未通过有效性验证，则不与服务端交互并提示用户修改要提交的数据。

所述的压缩网页应用程序及其服务端的代码大小，包含以下步骤：

a.使用C语言编写网页应用程序的服务端；

b.使用移除网页应用程序的注释、空白和换行的方式减少程序代码字数；

c.使用将网页应用程序的函数名和变量名替换为更短字符串的方式减少程序代码字数；

d.使用gzip压缩网页应用程序代码。

所述的执行网页应用所需要的代码，包含： HTML、CSS、JavaScript、XML和界面用到的图片资源中的一种或几种的组合。

所述的用户界面的界面转换，包含：

a.不同界面之间的跳转、显示或隐藏；

b.在编译时即非运行时，能够确定的、由于程序本身或用户操作导致的界面内部组件的更改、显示或隐藏。

所述的基本的有效性验证，包含以下步骤：

a.检查字段是否必填；

b.检查字段是否只能输入英文、中文、数字中的一种或几种的组合；

c.检查字段是否有意义，如IP地址、子网掩码与网关是否匹配；

d.检查数值是否超过合法限制。

所述的使用gzip压缩网页应用程序代码，包含以下步骤：

a.在编译时（非运行时），将权利要求2所述的执行网页应用所需要的代码使用gzip压缩算法进行压缩；

b.服务端收到权利要求2所述的下载执行网页应用所需要的代码请求后，在回复的HTTP报文头中增加Content-Encoding: gzip一项，使得浏览器客户端能够识别该压缩格式，并将经上述gzip算法压缩后的代码传送到浏览器客户端。

一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的设备，其结构包含：

网页应用代码服务单元、交互指令服务单元；

所述的网页应用代码服务单元与浏览器客户端连接，由浏览器客户端发出的下载网页应用代码的请求，经过网页应用代码服务单元查找匹配的文件名后，将相应的文件内容传送到浏览器客户端；所述交互指令服务单元与浏览器客户端连接，在浏览器客户端下载并执行网页应用代码之后，用于对网页应用程序本身或用户操作发出的交互指令进行处理和回复，如图3所示。

实施例1

如图1所示，

一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法，在本实施方式中，利用将网页应用的所有界面逻辑和部分业务逻辑的运行环境从传统的服务端转移到浏览器客户端，以实现降低对于CPU处理能力受限和/或运行时RAM受限的服务端的效果。

在步骤S110中，将网页应用的所有界面逻辑的运行环境转移到浏览器客户端。传统上由服务端承担的界面逻辑，包括：界面组件的初始化；图片载入；不同界面之间的跳转、显示或隐藏；界面内部组件的更改、显示或隐藏；以及布局的变化。在本实施方式中，上述界面逻辑全部通过JavaScript在浏览器客户端操纵文档对象模型（即DOM，是W3C组织推荐的HTML语言的标准程序接口）来实现。

具体的，DOM的createElement接口用于创建任意HTML元素构成的界面组件；appendChild接口用于将界面组件插入界面中指定的位置；removeChild接口用于将指定的界面组件从界面中移除。其中，所述的界面组件可以是一个传统的基本控件，如按钮、文本输入框、标签；也可以是由基本控件组合成的复合控件，如用于配置网卡选项的一个界面，包括数个IP地址、子网掩码、网关地址以及相应的说明标签和交互按钮。

接着，在步骤S111中，将网页应用的部分业务逻辑的运行环境转移到浏览器客户端。具体的，在浏览器客户端发出指令与服务端进行数据交互前，先在浏览器客户端对数据进行基本的有效性验证。如果通过有效性验证，则继续与服务端交互，如果未通过有效性验证，则不与服务端交互并提示用户修改要提交的数据。

具体的，由于所有主流浏览器都支持JavaScript 1.2规范，因此使用上述规范中的正则表达式接口可以在数据提交前对用户输入的数据进行一些预设的规则检查。其中，预设的规则检查指的是程序编译时（非运行时）就能够确定的逻辑，包括但不限于以下方面：

检查字段是否必填，如设备的名称描述输入框不能为空；

检查字段是否只能输入英文、中文、数字中的一种或几种的组合，如设备编号不能含有中文；

检查字段是否有意义，如IP地址、子网掩码与网关是否匹配；

检查数值是否超过合法限制，如用户名最短为1个字节，最长为255个字节。

需要说明的是，上述步骤S110和步骤S111的逻辑都是由JavaScript实现，完全在浏览器客户端执行，执行过程中无需与服务端进行交互，提高了对用户操作的响应速度。由于目前的客户端电脑配置远远（通常为数十倍）高于资源受限设备，加上较新版本的浏览器都把优化JavaScript的执行效率作为目标，因此运行在浏览器客户端的复杂网页应用，能够达到或超过传统桌面应用的效果。

实施例2

如图2所示，

一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法，本实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于，在本实施方式中，由于服务端的ROM存储能力受限，网页应用程序加上其服务端的代码大小可能超出存储器的可用容量，需要对存储在服务端的网页应用程序进行压缩。

流程，

在步骤S210中，使用C语言编写网页应用程序的服务端；

接着，在步骤S211中，使用移除网页应用程序的注释、空白和换行以及去除未被调用的代码的方式减少程序代码字数；

具体的，删除注释、空白和换行不会影响程序的执行；通过分析各模块的调用关系，去除未被调用的代码；接着，在步骤S212中，对网页应用程序中出现的所有函数名和变量名进行统计，将调用频率最高的函数名和变量重命名为尽可能短的合法字符串，如function saveSelectionHistory()重命名为function a()。

需要说明的是，经过上述步骤S211和步骤S212处理的网页应用程序代码人类难以阅读和理解，但不会影响代码在浏览器中的执行，一般可以使用专门的混淆器程序实现上述步骤的处理，经统计，经过上述步S骤S211和步骤S212处理后的代码大小平均为原来的40%。

进一步的，在步骤S213中，使用gzip压缩算法对网页应用程序代码进行压缩处理。接着，将压缩好的代码存储在服务端。服务端收到下载执行网页应用所需要的代码请求后，在回复的HTTP报文头中增加Content-Encoding: gzip一项，使得浏览器客户端能够识别该压缩格式，并将经上述gzip算法压缩后的代码传送到浏览器客户端。由于近10年内的所有主流浏览器均支持所述gzip压缩算法，本步骤不会影响客户端的兼容性。经统计，已经过S211和步骤S212处理的代码再经过本步骤处理后，代码大小平均为原来的11%。

需要说明的是，由于服务端将编译时预先压缩好的网页应用程序代码直接发送至浏览器客户端，解压缩由浏览器客户端执行，不会占用服务端资源。同时，由于目前的客户端电脑配置都较高，解压缩也不会对用户使用造成影响。

一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的设备，包含：网页应用代码服务单元和交互指令服务单元。

具体的，网页应用代码存储于服务端，在运行时，服务端会与浏览器客户端连接，网页应用代码服务单元响应浏览器客户端的下载请求，将网页应用代码发送到客户端浏览器执行。其中，包括网页应用程序代码及其附属的静态网页和图片。此单元直接从存储介质读取客户端请求的文件并发送到浏览器客户端，不对传输内容进行其他处理，因此开销很小。

通过网页缓存技术，在服务端回复的HTTP报文头中，将Expires: 一项设置为1年或更长时间，可以减少网页应用代码请求次数。除非服务端有更新版本的网页应用代码或者用户手工清除了浏览器的缓存，同一客户端浏览器只需下载一次网页应用代码。这样一方面减少了服务端的压力，另一方面也提高了客户端的初始化速度。

交互指令服务单元在浏览器客户端下载并载入网页应用之后，用于对网页应用程序本身或用户操作发出的交互指令进行处理和回复。

具体的，浏览器客户端发出指令与服务端进行数据交互时，使用XML和/或JSON数据结构，以HTTP POST方法进行通信。所有主流浏览器都支持以内建或模拟的方式读写XML和JSON数据。

一种改进的在资源受限环境下提供复杂网页应用的设备，改进之处在于，通过使用编译时压缩，在不增加服务端运行时资源开销的前提下，降低了服务端对于ROM存储能力的要求。

上述实施方式的步骤可以被认为是用于实现逻辑功能的一系列指令列表，其的全部或部分功能可以使用软件、固件、硬件或其组合来实现。例如，将软件或固件存储在机器可读介质上，通过相应的系统程序来执行。

其中，机器可读介质可以使用下列方式实现：包括半导体随机存取芯片（如RAM）、浮栅晶体管存储器（如闪存、可擦除可编程只读存储器EPROM、电可擦除可编程只读存储器EEPROM）、磁盘、光盘和网络存储器。

需要说明的是，本文所述“连接”可以是机械连接、电连接、原件内部连接或者逻辑上的连接关系，换句话说，本领域的普通技术人员对于上述术语的理解应该根据具体情况确定。

Claims

1.一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法，其特征是该方法包含如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法，其特征是所述的所有界面逻辑和部分业务逻辑的运行环境转移到浏览器客户端，包含如下步骤：

a.浏览器客户端下载设备中的网页应用代码服务单元中的执行网页应用所需要的代码并开始执行；

3.根据权利要求1所述的一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法，其特征是所述的压缩网页应用程序及其服务端的代码大小，包含以下步骤：

a.使用C语言编写网页应用程序的服务端；

d.使用gzip压缩网页应用程序代码。

4.根据权利要求2所述的一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法，其特征是所述的执行网页应用所需要的代码，包含： HTML、CSS、JavaScript、XML和界面用到的图片资源中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求2所述的一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法，其特征是所述的用户界面的界面转换，包含：

a.不同界面之间的跳转、显示或隐藏；

6.根据权利要求2所述的一种在资源受限环境下提供复杂网页应用的方法，其特征是所述的基本的有效性验证，包含以下步骤：

a.检查字段是否必填；

d.检查数值是否超过合法限制。

7.根据权利要求3所述的使用gzip压缩网页应用程序代码，包含以下步骤：

a.在编译时，即非运行时，将权利要求2所述的执行网页应用所需要的代码使用gzip压缩算法进行压缩；

8.一种在资源受限环境下提供复杂网页应用设备，其特征是包含：

网页应用代码服务单元；交互指令服务单元；所述的网页应用代码服务单元与浏览器客户端连接，由浏览器客户端发出的下载网页应用代码的请求，经过网页应用代码服务单元查找匹配的文件名后，将相应的文件内容传送到浏览器客户端；所述交互指令服务单元与浏览器客户端连接，在浏览器客户端下载并执行网页应用代码之后，用于对网页应用程序本身或用户操作发出的交互指令进行处理和回复。